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先进制造环境下BOM的存储结构与表现形式研究与实现
2009-01-12 15:21
物料清单(BinfoMaterail,BOM)是产品结构的描述性文件,它反映了产品部件、子部件、零件直至原材料之间的结构关系,以及每个装配部件所需要的各子部件的数量,BOM有时也称为产品结构树。

    在制造业企业产品全生命周期的不同阶段内,BOM与各个部门紧密联系,呈现出不同的表现形式,称为产品结构多视图技术。如设计部门应用产品数据管理(Product Data Management,PDM)与CAD系统进行集成产生设计BOM,并进行产品配置管理,使产品设计系列化、标准化及通用化;计划部门则在企业资源计划(EnterPrise Resources,Planing,ERP)系统的支持下利用计划BOM来迅速查找零件是否属于采购件(包括供应商信息)、外协件(包括外协单位信息)、标准件,还是自制件(包括材料、生产车间等信息),以便为安排生产做准备;制造部门依据制造BOM的零件类型(轴类、箱体类等)组织生产;销售部门依据销售BOM作为报价参考;财务部门依据成本BOM计算成本等等。其中设计BOM用来描述产品结构的来源,其他类型BOM是在设计BOM的基础上经过转化而来的。BOM是PDM系统与ERP系统集成的重要接口,研究BOM的存储结构及表现形式有重要的现实意义。

   1 BOM存储结构的类型

    目前国内对BOM存储结构的描述较多,常见的有多层式、单层式两种方式。以图1所示的减速器产品简化结构示例来描述这两种格式的存储结构的信息模型与实例如表1所示。

    表1 三种BOM存储结构及实例

    图1 某减速器产品结构简图

    从表1可知,多层式BOM结构采用“单父一多子”的数据结构,其中最底层零件的层次用“L”符号表示,以下同。该结构特点是详细描述了某产品的结构,各个零/部件的储存都要记录一次对应的产品信息,容易获取属于某产品的所有零/部件信息,查询算法简单,查询效率高;但缺点是数据存储冗余大,对于同版本同一产品的零/部件要重复定义,如部件B重复定义了两次。虽然给出了某零/部件的层次关系,但无法给出零/部件的上下级关系,只知道它属于哪一个产品,同一产品的相同层次的相同零/部件无法分清其上级部件,无法用于制定象装配作业计划及物料需求计划等与产品结构树有关的活动。

    单层式BOM结构采用“单父一单子”的数据结构,只记录各个父项与子项之间的对应关系,最高级父项编码为空,其对应的子项为产品。这种存储结构与多层式BOM相比不但减少了数据存储的冗余,而且明确定义了各个零/部件的上下级关系,通过递归算法查询可以得到一个完整的产品结构树。但缺点是如果其他产品也有该零/部件,则可能存在数据存储冗余,如产品M也有部件B,但组成部件B的零件E数量为1,而不是2,则该结构无法描述这一规定,而且也不能直接查询出某零/部件所属的产品。

    分析多层式BOM结构和单层式BOM结构的优缺点后,将两种存储结构优点结合,得到混合式BOM存储结构,如表1所示。该结构在单层式BOM结构的基础上增加了产品编码项,BOM表具有一对多的自反关系,可以解决单层式BOM存储结构的缺点。该存储结构具有如下的优点:能查询某个产品的所有零/部件组成;能通过递归算法查询产生一个完整的产品结构树或部件树;能正反向单级或多级反查某零/部件的直接或间接上级;能快速查询某零/部件的所有所属产品等等,而这些功能正是ERP系统与PDM系统所必备的。


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